Imprimerie parentale
Un autre exemple d’héritage épigénétique, découvert il y a environ 10 ans chez les mammifères, est l’empreinte parentale. Dans le cas de l’empreinte parentale, certains gènes autosomiques présentent des schémas d’hérédité apparemment inhabituels. Par exemple, le gène Igf2 de la souris n’est exprimé chez une souris que s’il a été hérité du père de la souris. On dit qu’il est imprégné maternellement, dans la mesure où une copie du gène provenant de la mère est inactive. À l’inverse, le gène H19 de la souris n’est exprimé que s’il a été hérité de la mère ; le gène H19 est imprimé de façon paternelle. La conséquence de l’empreinte parentale est que les gènes imprimés sont exprimés comme s’ils étaient hémizygotes, même s’il existe deux copies de chacun de ces gènes autosomiques dans chaque cellule. En outre, lorsque ces gènes sont examinés au niveau moléculaire, aucune modification de leur séquence d’ADN n’est observée. Les seuls changements observés sont plutôt des groupes méthyles (-CH3) supplémentaires présents sur certaines bases de l’ADN des gènes imprimés. Certaines bases de l’ADN de la plupart des organismes supérieurs sont méthylées (la drosophile fait exception). Ces groupes méthyles sont ajoutés et retirés enzymatiquement, par l’action de méthylases et déméthylases spéciales. Le niveau de méthylation est généralement en corrélation avec l’état transcriptionnel d’un gène : les gènes actifs sont moins méthylés que les gènes inactifs. Cependant, on ne sait pas si la modification des niveaux de méthylation de l’ADN entraîne des changements épigénétiques dans l’activité des gènes ou si la modification des niveaux de méthylation est la conséquence de ces changements.
Qu’ont en commun ces exemples d’héritage épigénétique ? Le fil conducteur est que, d’une manière ou d’une autre, un morceau de chromosome peut être étiqueté comme différent sur la base de son ascendance ou des autres gènes présents dans le même génome. Dans bon nombre de ces exemples, les différences de méthylation de l’ADN ont été associées à des différences d’activité génique. Néanmoins, les mécanismes sous-jacents et les raisons de l’évolution de ces systèmes semblent encore assez mystérieux.